KR20130084546A

KR20130084546A - 지시물체 위치인식장치

Info

Publication number: KR20130084546A
Application number: KR1020120005406A
Authority: KR
Inventors: 정승태; 안무선
Original assignee: 주식회사 스마트센스테크놀러지
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-07-25
Also published as: KR101380676B1

Abstract

본 발명은 지시물체 위치인식장치에 관한 것으로, 본 발명은 화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 반사면이 구비된 반사부재; 상기 화면을 가로질러 빛을 조사(照射)하며, 상기 조사된 빛이 상기 반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 빛 조사 및 감지유닛을 복수 개 구비한 스캔 어셈블리; 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출하는 제어유닛을 포함하며; 상기 반사부재의 반사면에 다수 개의 반사 돌기들이 구비된다. 본 발명은 디스플레이 장치의 화면을 가로질러 빛이 조사될 때 조사된 빛이 회귀 반사되는 반사율을 크게 하는 것이다. 이로 인하여, 디스플레이 장치의 화면의 임의의 위치에 물체가 지시되거나 접촉될 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 인식할 수 있는 것이다.

Description

지시물체 위치인식장치{APPARATUS FOR SENSING THE POSITION OF AN OBJECT}

본 발명은 지시물체 위치인식장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치는, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 모니터, 모바일폰 등, 화면을 표시하는 제품에 사용된다. 디스플레이 장치는 액정표시소자(LCD; Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma display panel), 진공형광소자(VFD) 등이 있다.

디스플레이 장치에서 화면상 임의의 위치를 물체로 지시(또는 접촉)할 때 화면상 물체의 위치를 인식하는 방법들은, 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 방법 등 다양한 방법이 개발되고 있다.

위 방법들 중 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 입력하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법은 대형 디스플레이 장치에 적용하기 어려운 점이 있어 소형 디스플레이 장치에 주로 사용된다.

광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 방법 중의 하나는, 디스플레이 장치의 화면과 평행하게 빛, 즉 적외선이나 레이저빔을 균일하게 분포시키고, 화면상의 한 지점에 물체가 지시(또는 접촉)될 때 그 물체로 인하여 빛이 산란되며, 그 빛이 산란된 모습을 디스플레이 장치에 설치된 카메라로 빛이 산란된 모습을 촬영하며 그 촬영된 이미지를 분석하여 화면상에 물체의 위치를 인식한다. 하지만, 이와 같은 방법은 카메라가 디스플레이 장치의 화면 전체를 촬영할 수 있는 충분한 공간이 확보되어야 하고, 또한 카메라로 촬영한 이미지를 실시간으로 분석하기 위한 연산장치가 마련되어야 하는 단점이 있다.

광센서를 이용하여 위치를 입력하는 방법 중의 다른 하나는, 한국공개특허 10-2011-0049454, 미국특허 US 6,927,386, US 6,838,657, US 7,075,054에 개시된 바와 같이, 디스플레이 장치의 화면과 일정 간격을 두고 화면을 가로지르도록 빛을 방사상으로 조사하고 그 조사된 빛이 화면의 둘레에 위치한 반사체에 회귀 반사되는 것을 감지한다. 화면상에 물체가 위치하게 되면 물체로 조사된 빛이 산란되어 감지되지 않는 것(또는 미세하게 감지되는 것)을 이용하여 물체의 위치를 감지한다.

하지만, 이와 같은 방법은 화면 둘레에 위치한 반사체의 반사율이 낮을 경우 화면을 가로질러 조사된 빛이 회귀 반사되는 세기가 약하게 되므로 화면상 물체가 위치할 때 물체의 위치를 정확하게 인식하지 못하게 된다.

본 발명의 목적은 디스플레이 장치의 화면의 임의의 위치에 물체가 지시되거나 접촉될 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 인식할 수 있는 지시물체 위치인식장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 화면상에 물체가 위치하지 않은 상태에서 화면을 가로질러 빛이 조사될 때 조사된 빛이 회귀 반사되는 반사율을 크게 하는 지시물체 위치인식장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 반사면이 구비된 반사부재; 상기 화면을 가로질러 빛을 조사(照射)하며, 상기 조사된 빛이 상기 반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 빛 조사 및 감지유닛을 복수 개 구비한 스캔 어셈블리; 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출하는 제어유닛을 포함하며; 상기 반사부재의 반사면에 다수 개의 반사 돌기들이 구비된 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치가 제공된다.

상기 화면은 사각형이며, 상기 반사부재는 상기 사각 화면의 양측에 각각 위치하며, 내측면이 반사면인 측면 반사부; 상기 사각 화면의 하측에 위치하며, 상측면이 반사면인 하면 반사부를 포함하며, 상기 측면 반사부의 반사면 한쪽에 상기 반사 돌기들이 구비되고, 상기 하면 반사부의 반사면 양단부에 상기 반사 돌기들이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 측면 반사부의 반사 돌기들은, 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 발생된 빛이 상기 측면 반사부의 반사면에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 아래 부분으로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 하면 반사부의 반사 돌기들은, 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 발생된 빛이 상기 하면 반사부의 반사면에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 끝쪽으로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 측면 반사부의 반사 돌기는 상기 측면 반사부의 내측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면이 구비된 톱니 형상인 것이 바람직하다.

상기 측면 반사부의 반사 돌기들은 아래쪽으로 갈수록 상기 측면 반사부의 내측면과 경사 반사면의 사이각이 점점 커지는 것이 바람직하다.

상기 하면 반사부의 반사 돌기는 상기 하면 반사부의 상측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면이 구비된 톱니 형상인 것이 바람직하다.

상기 하면 반사부의 반사 돌기들은 상기 하면 반사부의 끝으로 갈수록 상기 하면 반사부의 상측면과 경사 반사면의 사이각이 점점 커지는 것이 바람직하다.

상기 측면 반사부와 하면 반사부는 각각 화면으로부터 일정 균일한 높이를 갖도록 균일한 두께를 갖는 것이 바람직하다.

상기 스캔 어셈블리는 상기 화면의 상부 중간 위쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 회전 반사체에서 반사된 빛(레이저빔)을 회귀 반사시키는 반사부재의 반사면에 반사 돌기들을 구비하게 되므로 회전 반사체에 반사된 빛이 반사부재의 반사면 임의의 위치에 부딪혀 회귀 반사될 때 반사율이 크게 되어 회귀 반사되는 빛의 세기가 크게 된다. 따라서, 광검출기로 유입되는 빛의 세기가 크게 되어 빛이 정확하게 검출된다. 이로 인하여, 화면상의 한 점을 물체가 지시하거나 화면상에서 물체가 움직일 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 감지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리를 도시한 배면도,
도 4는 도 3은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리를 도시한 평면도,
도 5는 상기 스캔 어셈블리를 구성하는 빛 조사 및 감지유닛의 빛 조사 상태를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리에서 빛이 분사되는 상태를 도시한 정면도,
도 7은 상기 스캔 어셈블리를 구성하는 빛 조사 및 감지유닛의 빛 감지 상태를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 반사부재의 측면 반사부를 도시한 정면도,
도 9는 상기 반사부재의 측면 반사부에 부착된 회귀반사필름의 다른 실시예를 확대 도시한 정면도,
도 10은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 반사부재의 하면 반사부를 도시한 정면도,
도 11은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예의 작동상태를 도시한 정면도.

이하, 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리를 도시한 정면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리를 도시한 저면도이다.

도 1, 2, 3을 참조하여, 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 디스플레이 장치(100)는 정보를 표시하는 디스플레이 패널(110)과, 상기 디스플레이 패널(110)을 감싸는 하우징을 포함한다. 상기 디스플레이 패널(110) 중 정보가 표시되는 부분을 화면(screen)(S)이라 한다. 상기 화면(S)은 사각형이다. 상기 화면(S)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 하우징은 전면 프레임(120)과 후면 커버(미도시)를 포함한다. 상기 전면 프레임(120)은 화면이 노출되도록 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 커버한다.

본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예는 스캔 어셈블리(200), 반사부재(300), 제어유닛(400)을 포함한다.

상기 스캔 어셈블리(200)는 빛 조사 및 감지유닛(210)을 복수 개 포함하며, 상기 빛 조사 및 감지유닛(210)은 상기 화면(S)을 가로질러 빛을 조사하며, 또한 조사된 빛이 상기 반사부재(300)에 의해 회귀 반사된 빛을 감지한다. 상기 빛 조사 및 감지유닛(210)이 두 개인 경우에 대하여 설명한다. 상기 두 개의 빛 조사 및 감지유닛들을 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)이라 한다. 상기 스캔 어셈블리(200)는 상기 화면(S)의 상부 중간 위쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 스캔 어셈블리(200)의 일예로, 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 어셈블리(200)는 케이싱(220)과, 상기 케이싱(220)에 결합되는 기판(230)과, 상기 기판(230)의 한쪽에 구비되는 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)과 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)과 일정 거리를 두고 상기 기판의 다른 한쪽에 구비되는 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)을 포함한다.

상기 케이싱(220)은 일정 길이를 가지며 단면이 디귿자 형상인 것이 바람직하다. 상기 케이싱(220)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

상기 기판(230)은 사각 형태인 것이 바람직하다. 상기 기판(230)은 인쇄회로기판인 것이 바람직하다.

상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)은 기판(230)에 결합되는 광발생기(211)와, 상기 광발생기(211)에서 조사되는 빛의 일부분을 반사시키고 나머지는 투과시키는 하프 반사체(212)와, 상기 기판(230)에 결합되는 회전 모터(214)와, 상기 회전 모터(214)에 결합되어 회전 모터(214)에 의해 회전하면서 상기 하프 반사체(212)를 통과한 빛을 방사상으로 반사시키는 반쪽 육면체 형상의 회전 반사체(215)와, 상기 하프 반사체(212)와 일정 간격을 두고 위치하며 빛을 검출하는 광검출기(216)를 포함한다. 상기 광발생기(211)와 하프 반사체(212) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제1 집광렌즈(217)가 구비되고, 상기 하프 반사체(212)와 광검출기(216) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제2 집광렌즈(218)가 구비된다. 상기 광발생기(211)는 레이저빔을 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. 이하에서, 광발생기(211)에서 발생되는 빛을 레이저빔이라 한다.

상기 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)의 구성은 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)의 구성과 동일하다. 따라서, 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)의 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 스캔 어셈블리(200)는 화면의 상부 중간 위쪽에 위치하도록 디스플레이 패널(110) 또는 전면 프레임(120)에 장착될 수 있다. 상기 스캔 어셈블리(200)가 디스플레이 패널(110) 또는 전면 프레임(120)에 장착된 상태에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 각 회전 모터(214)와 회전 반사체(215)는 화면(S)보다 앞으로 나오게 된다.

상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)의 작동은 다음과 같다.

먼저, 광발생기(211)에서 조사된 레이저빔은, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 집광렌즈(217)를 통과한다. 제1 집광렌즈(217)를 통과한 레이저빔은 하프 반사체(212)에서 일부는 반사되고 나머지는 통과한다. 하프 반사체(212)를 통과한 레이저빔은 회전 모터(214)에 의해 회전하는 회전 반사체(215)의 경사면(A)에 반사된다. 회전 반사체(215)의 경사면(A)에 반사된 레이저빔은 화면(S)을 가로지르면서 반사부재(300)에 부딪혀 회귀 반사된다.

상기 하프 반사체(212)를 통과한 레이저빔이 회전하는 회전 반사체(215)의 경사면(A)에 의해 지속적으로 반사되므로 회전 반사체(215)의 경사면(A)의 레이저빔 입사 점을 축으로 하여 레이저빔이 방사상으로 분사된다. 상기 레이저빔은, 도 4, 6에 도시한 바와 같이, 화면(S)과 평행하고 일정 간격을 둔 가상의 평면상에서 방사상으로 분사된다.

상기 반사부재(300)에 부딪혀 반사된 레이저빔은, 도 7에 도시한 바와 같이, 회전 반사체(215)의 경사면(A)으로 회귀 반사된다. 상기 회전 반사체의 경사면(A)으로 회귀 반사된 레이저빔은 상기 회전 반사체(215)의 경사면(A)에 반사되며 그 반사된 레이저빔은 하프 반사체(212)에서 일부는 통과되고 나머지는 반사되어 제2 집광렌즈(218)를 통과한다. 제2 집광렌즈(218)를 통과한 레이저빔은 광감출기(216)를 통해 검출된다.

위의 과정은 빛의 속도로 이루어진다.

상기 반사부재(300)는 상기 화면(S) 둘레에 구비된다. 상기 반사부재(300)는 입사된 빛을 회귀 반사시킨다.

상기 반사부재(300)의 일예로, 상기 반사부재(300)는 상기 사각 화면(S)의 양측에 각각 위치하는 측면 반사부(310)와, 상기 사각 화면(S)의 하측에 위치하는 하면 반사부(320)를 포함한다. 상기 하면 반사부(320)의 양단은 각각 상기 두 개의 측면 반사부(310)의 하단과 연결되는 것이 바람직하다.

상기 측면 반사부(310)는, 도 1, 8에 도시한 바와 같이, 균일한 두께와 설정된 길이를 갖는 직선 막대 형상이며, 내측면의 일정 범위내에 다수 개의 반사 돌기(P)들이 구비된다. 상기 반사 돌기(P)들을 포함하는 측면 반사부(310)의 내측면이 반사면이다. 상기 측면 반사부(310)의 반사면은 회귀 반사면이다. 회귀 반사면은 빛이 입사되면 그 입사된 쪽으로 빛이 반사된다. 상기 회귀 반사면은 회귀반사필름을 부착하거나 회귀반사코팅막을 형성함에 의해 이루어진다. 상기 회귀반사필름은 상면이 톱날 형상을 갖는 베이스필름층(1)과, 상기 베이스필름층(1)의 상면을 복개하도록 형성된 반사층(2)과, 상기 반사층(2) 상부에 형성된 보호층(3)으로 이루어진다. 한편, 상기 회귀반사필름의 다른 형태로, 도 9에 도시한 바와 같이, 베이스필름층(1)과, 상기 베이스필름층(1)의 상면에 형성된 반사층(4)과, 상기 반사층(4) 상부에 형성된 고굴절유리알층(5)으로 이루어질 수 있다.

상기 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)는 상기 측면 반사부(310)의 내측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면(PS)이 구비된 톱니 형상인 것이 바람직하다. 상기 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)들은, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 빛 조사 및 감지유닛(200)에서 발생된 레이저빔이 상기 측면 반사부(310)에 입사되는 입사각(a)이 45도인 지점부터 아래 부분으로 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)쪽에 위치하는 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)들이 시작되는 지점은 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)의 회전 반사체(215)에서 반사되는 레이저빔이 측면 반사부(310)에 입사되는 입사각(a)이 45도인 지점이다. 마찬가지로, 상기 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)쪽에 위치하는 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)들이 시작되는 지점은 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)의 회전 반사체(215)에서 반사되는 레이저빔이 측면 반사부(310)에 입사되는 입사각이 45도인 지점이다.

상기 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)들은 아래쪽으로 갈수록 상기 측면 반사부(310)의 내측면과 반사 돌기(P)의 경사 반사면(PS)의 사이각이 점점 커지는 것이 바람직하다. 즉, 위쪽에 위치하는 반사 돌기(P)의 경사 반사면(PS)의 경사 각도(b)가 아래쪽에 위치하는 반사 돌기(P)의 경사 반사면(PS)의 경사 각도(c)보다 작다.

제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 각 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 측면 반사부(310)의 반사면 임의의 위치에 부딪혀 회귀 반사될 때 회귀 반사되는 레이저빔의 세기(양)가 커야 한다. 하지만, 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 측면 반사부(310)의 반사면 임의의 위치에 입사될 때 입사각이 45도 이상이 되면 반사율이 낮아져 회귀 반사되는 레이저빔의 세기(양)가 급격하게 감소된다.

따라서, 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 측면 반사부(310)의 반사면 임의의 위치에 입사될 때 입사각이 45도 이하가 되도록 입사각이 45도인 지점부터 아래로 다수 개의 반사 돌기(P)들이 형성된다. 상기 반사 돌기들은 일렬로 배열되며, 반사 돌기의 경사 반사면이 빛 조사 및 감지유닛(200)쪽으로 향하게 되므로 빛 조사 및 감지유닛(200)에서 조사된 레이저빔이 반사 돌기(P)의 경사 반사면(PS)에 입사될 때 45도보다 작게 된다.

상기 하면 반사부(320)는, 도 1, 10에 도시한 바와 같이, 균일한 두께와 설정된 길이를 갖는 직선 막대 형상이며, 양단부의 상측면에 각각 일정 범위로 다수 개의 반사 돌기(P)들이 구비된다. 상기 반사 돌기(P)들을 포함하는 하면 반사부(320)의 상측면은 반사면이며, 그 반사면은 회귀 반사면이다. 하면 반사부(320)의 반사 돌기(P)는 상기 하면 반사부(320)의 상측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면(PS)이 구비된 톱니 형상인 것이 바람직하다.

상기 하면 반사부(320)에서 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)쪽에 위치하는 반사 돌기(P)들은 상기 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)의 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 하면 반사부(320)에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 하면 반사부(320)의 끝까지의 영역에 형성됨이 바람직하다. 상기 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)쪽에 위치하는 하면 반사부(320)의 반사 돌기(P)들은 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)의 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 하면 반사부(320)에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 하면 반사부(320)의 끝까지의 영역에 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 하면 반사부(320)에서 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)의 회전 반사체(215)에서 수직 거리인 지점과 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)의 회전 반사체(215)에서 수직 거리인 지점 사이의 영역에는 반사 돌기(P)들이 구비되지 않는 것이 바람직하다. 상기 하면 반사부(320)에서 상기 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)쪽에 위치한 반사 돌기(P)들의 각 경사 반사면(PS)은 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)쪽으로 향하고, 제2 빛 조사 및 감지유닛(210B)쪽에 위치한 반사 돌기(P)들의 각 경사 반사면(PS)은 제1 빛 조사 및 감지유닛(210A)쪽으로 향한다.

또한, 상기 하면 반사부(320)의 양쪽에 각각 구비된 반사 돌기(P)들은 하면 반사부(320)의 끝으로 갈수록 상기 하면 반사부(320)의 상측면과 경사 반사면(PS)의 사이각이 점점 커지는 것이 바람직하다. 즉, 하면 반사부(320)의 반사 돌기(P)들은 하면 반사부(320)의 끝으로 갈수록 반사 돌기(P)의 경사 반사면(PS)의 기울기가 점점 커지는 것이 바람직하다.

상기 반사부재(300)의 측면 반사부(310)와 하면 반사부(320)의 두께는 상기 스캔 어셈블리(200)를 전면 프레임(120)에 장착시 화면(S)부터 회전 반사체(215)의 레이저빔 반사 지점까지의 수직 거리보다 크다.

상기 반사부재(300)는 투명한 재질인 것이 바람직하다.

상기 제어유닛(400)은 상기 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)에서 조사되는 레이저빔과 검출되는 레이저빔을 기초로 하여 상기 화면(S)의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출한다. 즉, 상기 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 각 회전 반사체(215)가 회전하면서 레이저빔을 화면(S)과 평행한 가상의 평면을 이루면서 조사하게 되며, 그 조사된 레이저빔은 반사부재(300)에 회귀 반사되어 광검출기(216)에 지속적으로 검출된다. 이때, 화면(S)의 한 점을 물체가 지시하게 되면 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)에서 물체로 조사된 레이저빔은 물체에 산란되어 각 광검출기(216)에 검출되지 않거나 아주 약하게 검출된다. 상기 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 광검출기(216)에서 레이저빔이 검출되지 않은 시점의 회전 모터의 회전 속도, 회전 각 등의 데이터들을 기초로 하여 화면(S)의 한 점을 지시한 물체의 위치를 산출하고 그 물체의 위치를 감지하게 된다. 상기 제어유닛(400)은 마이콤을 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로, 상기 반사부재(300)의 측면 반사부(310)와 하면 반사부(320)에 반사 돌기(P)들이 구비되지 않고 반사 돌기(P)들이 구비된 영역을 평면으로 한 다음 그 반사 돌기(P)들이 위치한 영역에 부착된 회귀반사필름의 베이스필름층에 구비된 톱니들의 각 경사면 각도를 다르게 하여 입사각을 설정된 각도 이하로 유지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.

전면 프레임(120)에 장착된 스캔 어셈블리(200)의 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 각 광발생기(211)에서 레이저빔을 조사하고 각 회전 반사체(215)가 회전하면서 광발생기(211)에서 조사된 레이저빔을 반사시켜 화면(S)에 일정 간격을 두고 화면(S)을 가로질러 분사시킨다. 상기 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔은 반사부재(300)에 회귀 반사되어 각 광검출기(216)에 지속적으로 검출된다. 손가락이나 막대 등의 지시물체가 화면(S)의 한 점을 지시하거나 한 점에 접촉되면 그 지시물체에 조사된 레이저빔은 산란되어 광검출기(216)에 검출되지 않게 되며(또는 아주 약하게 검출되며) 광검출기(216)에 레이저빔이 검출되지 않는 것을 기초로 제어유닛(400)에서 화면(S)상 지시물체의 위치를 산출하고 감지하게 된다.

본 발명은 반사부재(300)의 측면 반사부(310)의 반사면에 다수 개의 반사 돌기(P)들을 구비하게 되므로 제1,2 빛 조사 및 감지부재(210A)(210B)의 각 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 측면 반사부(310)의 반사면(내측면)에 입사될 때, 도 11에 도시한 바와 같이, 측면 반사부(310)의 반사면 임의 지점에 입사하여도 입사각(a)이 설정된 각도인 45도이하가 된다. 측면 반사부(310)의 반사면에 입사되는 입사각이 설정된 각도 이하를 갖게 되면 회귀 반사되는 레이저빔의 반사율이 크게 되어 회귀 반사되는 레이저빔의 세기가 크게 된다. 특히, 측면 반사부(310)의 반사면에 구비된 반사 돌기(P)들이 측면 반사부(310)의 아래로 갈수록 반사 돌기(P)의 반사 경사면(PS)의 기울기가 커지게 될 경우 측면 반사부(310)의 반사 돌기(P)들에 구비된 영역으로 레이저빔이 입사될 때 입사각이 더 적게 되어 회귀 반사되는 레이저빔의 반사율을 더 크게 할 수 있다.

또한, 반사부재(300)의 하면 반사부(320)의 반사면 양단부에 각각 다수 개의 반사 돌기(P)들이 구비되므로 제1,2 빛 조사 및 감지유닛(210A)(210B)의 각 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔이 하면 반사부(320)의 반사면에 입사될 때, 도 11에 도시한 바와 같이, 하면 반사부(320)의 반사면 임의 지점에 입사하여도 입사각(a)이 설정된 각도인 45도이하가 된다. 하면 반사부(320)의 반사면에 입사되는 입사각이 설정된 각도 이하를 갖게 되면 회귀 반사되는 레이저빔의 반사율이 크게 되어 회귀 반사되는 레이저빔의 세기가 크게 된다. 특히, 하면 반사부(320)의 반사 돌기(P)들이 하면 반사부(320)의 끝으로 갈수록 반사 돌기(P)의 반사 경사면(PS)의 기울기가 커지게 될 경우 하면 반사부(320)의 반사 돌기(P)들에 구비된 영역으로 레이저빔이 입사될 때 입사각이 더 적게 되어 회귀 반사되는 레이저빔의 반사율을 더 크게 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 회전 반사체(215)에서 반사된 레이저빔을 회귀 반사시키는 반사부재(300)의 반사면에 반사 돌기(P)들을 구비하게 되므로 회전 반사체(215)에 반사된 레이저빔이 반사부재(300)의 반사면 임의의 위치에 부딪혀 회귀 반사될 때 반사율이 크게 되어 회귀 반사되는 레이저빔의 세기가 크게 된다. 따라서, 광검출기(216)로 유입되는 레이저빔의 세기가 크게 되어 레이저빔이 정확하게 검출된다. 이로 인하여, 화면(S)상의 한 점을 지시물체가 지시하거나 화면상 지시물체가 움직일 때 화면(S)상 물체의 위치를 정확하게 산출하고 감지할 수 있게 된다. 만일, 반사부재(300)에서 회귀 반사되는 레이저빔의 반사율이 작아 반사부재(300)에서 회귀 반사되는 레이저빔의 세기가 약하게 될 경우 광검출기(216)로 유입되는 레이저빔의 세기가 작게 되어 광검출기(216)에서 레이저빔을 정확하게 검출하지 못하게 된다. 이로 인하여, 화면(S)상의 한 점을 지시물체가 지시할 때 화면(S)상 물체의 위치를 정확하게 산출하지 못하게 된다.

200; 스캔 어셈블리 210A,210B; 빛 조사 및 감지유닛
300; 반사부재 310; 측면 반사부
320; 하면 반사부 400; 제어유닛
P; 반사 돌기 S; 화면

Claims

화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 반사면이 구비된 반사부재;
상기 화면을 가로질러 빛을 조사하며, 상기 조사된 빛이 상기 반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 빛 조사 및 감지유닛을 복수 개 구비한 스캔 어셈블리;
상기 빛 조사 및 감지유닛에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 감지하는 제어유닛을 포함하며;
상기 반사부재의 반사면에 다수 개의 반사 돌기들이 구비된 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 1 항에 있어서, 상기 화면은 사각형이며, 상기 반사부재는 상기 사각 화면의 양측에 각각 위치하며, 내측면이 반사면인 측면 반사부; 상기 사각 화면의 하측에 위치하며, 상측면이 반사면인 하면 반사부를 포함하며, 상기 측면 반사부의 반사면 한쪽에 상기 반사 돌기들이 구비되고, 상기 하면 반사부의 반사면 양단부에 상기 반사 돌기들이 구비된 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 측면 반사부의 반사 돌기들은, 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 발생된 빛이 상기 측면 반사부의 반사면에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 아래 부분으로 구비되는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 측면 반사부의 반사 돌기는 상기 측면 반사부의 내측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면이 구비된 톱니 형상인 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 측면 반사부의 반사 돌기들은 아래쪽으로 갈수록 상기 측면 반사부의 내측면과 경사 반사면의 사이각이 점점 커지는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 하면 반사부의 반사 돌기들은, 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 발생된 빛이 상기 하면 반사부의 반사면에 입사되는 입사각이 45도인 지점부터 끝쪽으로 구비되는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 하면 반사부의 반사 돌기는 상기 하면 반사부의 상측면과 설정된 각으로 경사진 경사 반사면이 구비된 톱니 형상인 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 하면 반사부의 반사 돌기들은 상기 하면 반사부의 끝으로 갈수록 상기 하면 반사부의 상측면과 경사 반사면의 사이각이 점점 커지는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 2 항에 있어서, 상기 측면 반사부와 하면 반사부는 각각 화면으로부터 일정 균일한 높이를 갖도록 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 1 항에 있어서, 상기 화면은 사각형이며, 상기 반사부재는 상기 사각 화면의 양측에 각각 위치하는 측면 반사부; 상기 사각 화면의 하측에 위치하는 하면 반사부를 포함하며,
상기 측면 반사부와 하면 반사부에 각각 상기 빛 조사 및 감지유닛에서 조사된 빛을 상기 빛 조사 및 감지유닛으로 회귀 반사시키는 회귀 반사필름이 구비되며,
상기 회귀 반사필름은, 상면이 톱날 형상을 갖는 베이스필름층과, 상기 베이스필름층의 상면을 복개하도록 형성된 반사층과, 상기 반사층 상부에 형성된 보호층을 포함하며,
상기 측면 반사부의 아래 부분과 하면 반사부의 양단부에 위치하는 상기 회귀 반사필름 부분은 베이스필름층의 톱니들의 각 한쪽 경사면의 경사 각도가 한쪽 방향으로 갈수록 점점 커지는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스캔 어셈블리는 상기 화면의 상부 중간 위쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.